摘 要：本文以国内地铁供电系统为参考，结合铁路机车车辆与地铁机车车辆的动力系统设计特点，给出供电方式，内容包括城市轨道1500V直流系统供电，铁路27.5kV交流供电，高速铁路接触网供电方式，地铁接触网供电方式，地铁牵引变电所整流系统原理，轨道交通的发展史，轨道列车牵引系统的发展史，对交流牵引供电系统与直流牵引供电系统在国有铁路与城市轨道交通上的选择应用进行了对比，使我们对牵引供电系统有一个更加深入了解，这不管是在日后的工作还是学习研究都能有一定的借鉴性。 关键词：接触网，牵引变电所，交流电，直流电。
1.城市轨道交通牵引变电所
1.1牵引变电所的类型及原理
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、变相、
变流作用。目前我国的牵引变电所主要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直流牵引变电所。
直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。从电力系统或一次供电系统接收电能，通过变压、换相、换流后，向电力机车负荷提供所需电流制式的电能，并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。城市轨交供电系统的结构有高压供电源系统、牵引供电系统、动力照明、信号供电系统。
气动加油泵1.1．1直流牵引供电系统主要包括：
直流牵引变压器、馈电线、接触网、走行轨线，国际电工委员会拟定的直流牵引电压标准为：750V、1500V、3000V。而国内的轨道交通大都采用1500V电压。 1.1．2直流牵引变电所的工作原理：
将引自城市电网或轨道交通供电系统内部的35KV或10KV电源降压、整流后变成750V或1500V直流电源，再由牵引变电所内的直流配电装置将直流电源送到区间接触网，供电动
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牵引变电所的一次设备主要有：高压交流配电装置（也称为高压交流开关柜）、整流机组、直流配电装置（也称为直流开关柜）
2.地铁牵引变电所整流系统及原理
在牵引变电所内通过整流变压器将AC35KV降到AC1180V，经整流器转换成DC1500V向接触网供电。牵引变电所内，由整流变压器和整流器组成整流机组。24脉波整流电路由两组12脉波整流电路构成，12脉波整流由两个6脉波3相整流桥并联组成。其中一个3相整流桥接向整流变压器的二次侧星形绕组,另一个3相整流桥接向整流变压器的二次侧三角形绕组。由于每台整流变压器二次侧星形绕组和三角形绕组相对应的线电压相位错开π/6，便可以得到两个三相桥并联组成的12脉波整流电路。当供给两台12脉波整流器的整流变压器高压网侧并联的绕组分别采用±7.5°外延三角形联接时，两套整流机组并联运行构成等效24脉波整流
3.接触网直流电与交流电
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3.1铁路接触网交流电
高速铁路接触网的供电方式有多种不同的划分方式，但是一般可以分为BT、AT和同轴电力电缆三种方式。
3.1.1BT（吸流变压器）方式
BT（吸流变压器）方式不但可以显著降低交流牵引网对平行接近架空通信线路的危险电压，而且还可以降低杂音干扰电动势。在牵引网当中串联接入一定数量变化比为1：1的吸流变压器，在回流线的首末两端分别与钢轨连通，将直接供电方式时流经钢轨和大地的回流全部吸入回流线中，使接触网和回流线的电流达到完全平衡，减轻对通信线的电磁感应影响。吸流变压器（BT）的BT牵引网的阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。如果机车的取流的位置不同，那么牵引网内的电流分布很有可能是不一样的，牵引电在不同位置触发的牵引总阻抗是不同的。采用吸流变压器后只有吸流变压器的激磁电流流经轨道和大地，而且这个电流很小，所以采用吸流变压器（BT）可以很大程度地减弱牵引网周围的磁场，使电气化铁道对与它相邻的通信线路的影响大大降低。
3.1.2AT（自藕变压器）方式
AT（自藕变压器）方式是以2x25KV的电压供电的，在牵引网内分散设置自耦变压器降压至25KV供电力。自耦变压器与接触网同杆架设一条对地电压为25KV但是相位与接触网电压反向的“正馈线”，构成2x25KV馈电系统。自耦变压器的变比为2：1，其一次绕组接在接触网与正馈线之间，而中性点则接至钢轨。在接触网与钢轨和正馈线之间形成25KV电压可供电力牵引用电。这种方式可以在不提高牵引网绝缘水平的条件下将反馈电压提高一倍，成倍地提高牵引网的供电能力。宁杭高铁（南京至杭州）是就是典型的AT供电方式。
展频3.1.3同轴电力电缆方式
同轴电力电缆方式是一种新型的防干扰供电方式，同轴电力电缆是沿着铁路埋设的，电缆的内导体作为馈电线与接触网并联，电缆的外导体则作为回流线与钢轨相连，并且每隔一定的距离就要对电缆供电分段。这种方式不但适用于电气化铁路穿越大城市，而且还适用于对净空要求较高的桥梁、隧道等地段。同轴电力电缆方式德供电特性相比其他供电方式来说是比较好的，而且抗干扰效果也是很不错的，但是这种方式的工程造价比较高。同轴电力电缆方式在每一个供电分区的接触网都采取相应了相应的采取电分段措施，在这种分段方式当中，从牵引电到电力机车之间的大部分的区段之间都是没有电流的，而且对邻近
的通信线路的影响是由电缆内的导体和外导体中的电流差决定的。同轴电力电缆方式的接触网分段方式。
总之，国铁管辖的电气化铁路的接触网，由牵引站输入到接触网的额定电压为交流27.5KV，由于损耗等各方面因素，接触网电压并不稳定，一般在25KV左右。牵引站一般电压为110KV，要求至少双回路供电，重要牵引站可能是220KV电压等级，牵引站的供电由电力部门负责，铁路系统的电力网就是接触网和接触网到牵引站这一部分，由于电力网都是三相电，而铁路接触网只有两根，牵引站都是三相电通过变压器降压，其中两相接接触网，另一相直接接地，这也就造成牵引站对主电网的谐波影响非常大，因为它不对称。
3.2地铁接触网直流电
当前世界各国的城市轨道系统和车辆存在多种供电制式和受流方式。无论是欧美，还是日本，早期的地铁、轻轨系统均采用了直流1000V以下供电方式，如DC 600V，DC 750V等。随着技术进步，20世纪70年代后期设计的地铁系统更多地采用了DC 1500V的供电方式。
在IEC（国际电工委员会）和UIC（国际铁路联盟）的规定中有600V、750V、1500V、3000V四种直流电压制和25KV，50Hz一种交流电压制。我国GB50157《地下铁道设计规范》、GB3317-82《电力机车通用技术条件》等有关标准中规定：城市轨道交通车辆的供电制式为DC 750V、DC 1500V两种；干线电气化铁路的供电制式为AC 25KV，50Hz。DC 750V（DC 500～900V）供电制式。该电压等级在国外的城市有轨交通（地铁、轻轨、有轨电车）和工矿机车上早有应用。我国少数工矿车辆也采用此制式，而在我国城市有轨交通中的应用，则始于北京地铁。20世纪的七八十年代，DC 1500V供电制在世界各国得到了广泛的应用。其主要特点是：线路电压高，电损耗及线路的电压降小；供电距离长，变流站的数量相对减少。
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通过以上阐述，可以得出：相对于铁路而言，地铁的里程短，对车体自重要求尽量要轻，所以把“交-直-交”的第一个“交-直”（即降压变压器和整流机组）放到部分车站都有的牵引混合变电所中，接触网供电臂短，线损及压降可以承受，对时间精准度要求高，短时间内通过的列车数量多于铁路，这就要求地铁供电要求电压平稳而且供电质量高，考虑到以上几
个方面，虽然在配电和整流方面交流电优势较高，但是对于地铁而言，直流供电对于其整体运输和准点运行都起到了巨大的作用。同时，在维护成本方面，直流系统要稍高于交流系统。
[参考文献]
[1]中铁电气化局集团有限公司译.电气化铁道接触网.北京:中国电力出版社，1996年4月.
